JPH04123923A

JPH04123923A - 車両のエアコン用エアコンプレツサ駆動装置

Info

Publication number: JPH04123923A
Application number: JP24310490A
Authority: JP
Inventors: Takao Suzuki; 孝男鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-09-13
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1992-04-23
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JP2623944B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、自動車等の車両に搭載されたエアコン用エア
コンプレツサを駆動するための車両のエアコン用エアコ
ンプレツサ駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、車両のエアコン用エアコンプレツサの主軸は、主
軸に固着されたクランクプーリの回転によって回転され
るようになっている。

しかしながら、このエアコン用エアコンプレツサの主軸
に設けられたクランクプーリは、エンジンのクランク軸
の前端部に設けられたドライブプリに連動するドライブ
プリーにベルトにより連結されており、エンジンのクラ
ンク軸の回転を駆動源としている。従って、エンジンの
馬力は、このエアコン用エアコンプレツサを駆動するた
めの馬力を含めて設定する必要がある。即ち、ｊ−ア二
ノン用エアコンプレッザを駆動するためにエンンン全体
の負荷が増大し、その結果、エンジンの燃料消費量が増
加する。また、主として冷房能力を向上させるためにエ
ンジン回転が高められ、これにより、ますます車両の燃
費が悪化するという不具合があった。

また、第６図に示される如く、エアコン用エアコンプレ
ツサプーリー８０、ウォータポンププリー８２、オルク
ネータプーリ８４及びパワステ用ポンププーリ８６を、
夫々エンジン８８のクランク軸８８Ａのドライブプーリ
　（駆動プーリ）９０にタイミングベルト９２で連結さ
れたドリブンプーリ（従動プーリ）９４を中心に左右略
均等に振分け、最大負荷トルクを有するエアコン用エア
コンプレツサを駆動するためのエアコン用エアコンプレ
ツサプーリー８０を、エンジン８８の駆動力が最初に伝
受される位置に設けたエアコン用エアコンプレツサ駆動
装置が開示されている（実開昭６３−１１０７５２号公
報）。

しかしながら、このエアコン用エアコンプレツサ駆動装
置においては、ドリブンプーリ９４と各プーリとを連結
する駆動ベルト９８に対する負荷トルクのバランスは向
上されるが、エンジン８８のエアコン用エアコンプレツ
サを駆動するための馬力を低減させるには至らない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記事実を考慮し、エアコン用コンプレッサを
駆動するために使用されるエンジンの馬子コン用エアコ
ンプレツサ駆動装置を得ることが目的である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、エアコン用エアコンプレツサの主軸と連結さ
れた補助タービンと、エンジンオイル用ポンプで汲み上
げられたエンジンオイルとパワステアリングオイル用ポ
ンプで汲み上げられたパワステアリングオイルとの少な
くとも一方を循環するためのバイパス経路と、このバイ
パス経路に設けられたオイル分岐手段と、このオイル分
岐手段に一方の端部が連結されると共に他方の端部に前
記補助タービンに向けて配置されたオイル噴射口が設け
られたオイル供給経路と、一方の端部に前記補助タービ
ンに噴射されたオイルを回収するためのオイル回収口が
設けられると共に他方の端部が前記バイパス経路のオイ
ル分岐手段の下流側に連結されたオイル回収経路と、所
定の条件に基づいて前記オイル分岐手段を切り換えて前
記オイル供給経路にオイルを供給すためのオイル分岐手
段制御装置と、を有することを特徴としている。

〔作用〕

本発明によれば、所定の条件、例えばエンジンが所定回
転数以上でかつ、エアコンスイッチがオンされた場合に
、オイル分岐手段制御装置によって、オイル分岐手段が
切り換えられて、バイパス経路を流れるエンジンオイル
とパワステアリングオイルとの少なくとも一方がオイル
供給経路に供給される。これにより、オイル供給経路の
一方の端部に設けられたオイル噴射口から、エアコン用
エアコンプレツサの主軸と連結された補助タービンに向
けてオイルが噴射され、この噴射による油圧によって、
エアコン用エアコンプレツサの補助タービンの回転が助
長される。従って、エンジンのエアコン用エアコンプレ
ツサの主軸を回転するための馬力を低減させることがで
きるため、エンジン全体の馬力を低減させることができ
、車両の燃費を向上させることができる。

また、補助タービンに噴射されたオイルはオイル回収経
路のオイル回収口から回収され、バイパス経路のオイル
分岐手段の下流側に戻される。

〔実施例〕

以下に、本発明に係る車両のエアコン用エアコンプレツ
サ駆動装置の第１実施例を第１図〜第３図を用いて説明
する。

なお、図中矢印Ａ方向はオイルの流れ方向を示す。

第１図に示される如く、エンジン１０の下部には、オイ
ルパン１２が設けられており、このオイルパン１２内に
は、エンジンオイル１４が充填されている。また、オイ
ルパン１２内には、一方の端部がエンジンオイル用ポン
プ１Ｇと連通されたパイプ１８の他方の端部が挿入され
ている。

エンジン１０のクランクシャフトＩＯＡには、クランク
プーリ１９が同軸的に固着されと共に、エンジンオイル
用ポンプ１６が連結されている。

従って、エンジン１０のクランクシャフト１．ＯＡの回
転によってエンジンオイル用ポンプ１６が回転し、これ
によってエンジンオイル１４がパイプ１８を介して、オ
イルパン１２から汲み上げられエンジン１０の各部を循
環し潤滑及び冷却するようになっている。

エンジンオイル用ポンプ１６の出力側には、バイパス経
路としてのバイパスパイプ２４の一方の端部が連結され
ており、このバイパスパイプ２４の他方の端部はオイル
パン１２に連結されている。

また、バイパスパイプ２４の中間部には、オイル分岐手
段どしてのバイパスバルブ２６が設けられており、この
バイパスバルブ２６には、オイル供給経路としてのオイ
ル供給パイプ２８の一方の端部が連結されている。オイ
ル供給パイプ２８の他方の端部はターラ用エアーコンブ
レッザー（以下、コンプレツサーという）３０のオイル
溜まり部３０Ａに連結されている。このオイル溜まり部
３０Ａは、コンプレッサ３０の駆動プーリ３１と反対側
部（後部）に設けられており、エンジンオイル１４が冷
媒ど混合しないように別室とされている。

バイパスバルブ２６は、オイル分岐手段制御装置として
の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）３２に接続され
ており、所定の条件に基づいてＥＣＵ３２によって切換
制御させるようになっている。

第３図に示される如く、このＥＣＴＪ３２には、エンジ
ン１０のクランクプーリ１９に隣接して配置され、エン
ジン１０の回転速度を検出する周知の回転センサ３４が
接続されており、エンジン１０の回転速度が入力されて
いる。また、Ｅ　ＣＵ　３２には、エアコンのオンオフ
スイッチ３６が接続されており、ＥＣＵ３２においてエ
アコンがオン状態か否かが判別できるようになっている
。また、エンジン１０のクランクプーリ１９はベルト２
２によって、コンプレッサ３０の駆動プーリ３１と連結
されている。

第２図に示される如く、クーラ用コンプレッサ３０のオ
イル溜まり部３０Ａには、コンプレッサ３０の主軸３８
の後端部３８Ａが突出しており、この主軸３８の後端部
３８Ａには、補助タービンとしてのタービンブレード４
０が同軸的に固着されている。このタービンブレード４
０は、アルミニウム、マグネシウム、チタン等の軽量材
料で構成されており、回転ロスが極めて小さくされてい
る。

タービンブレード４０の近傍には、オイル供給パイプ２
８の端部に設けられた、オイル噴射口してのオイルジェ
ット２８Ａが位置している。また、オイルジェット２８
Δは、オイルジェット２８Δから噴射されるエンジンオ
イル１４によって、タービンブレード４０がコンプレッ
サ３０の主軸３８の回転方向（第２図の時計回転方向）
へ回転する位置及び方向とされている。

コンプレッサ３０のオイル溜まり部３０Ａの下部には、
オイル回収経路としてのリターンパイプ／１２の一方の
端部に設けられたオイル回収口４２△が連結されており
、このリターンパイプ４２の他方の端部は、バイパスパ
イプ２４のバイパスバルブ２６の下流側に連結されてい
る。従って、コンプレッサ３０のオイル溜まり部３０Ａ
のエンジンオイル１４は、リターンパイプ４２を介して
エンジン１０のオイルパン１２に回収されるようになっ
ている。

また、第３図に示される如く、エアコンのオンオフスイ
ッチ３６はマグネットクラッチスイッチ４４に接続され
ている。このマグネットクラッチスイッチ４４は、コン
プレッサ３０の主軸３８と駆動プーリ３１との連結部に
介在するマグネットクラッチ（図示省略）を制御し、エ
アコンを使用する場合には、コンプレッサ３０の主軸３
８と駆動プーリ３１とを連結するようになっている。

以下に、本実施例の作用を説明する。

本実施例によれば、エンジン１０のクランクプリ１９の
回転によってエンジンオイル用ポンプ１６が回転し、こ
れによってエンジンオイル１４がパイプ１８を介して、
オイルパン１２から汲み」二げられエンジン１０の各部
を循環及び冷却する。

これと共に、オイルパン１２から汲み上げられたエンジ
ンオイル１４はバイパスパイプ２４内を循環する。

このバイパスパイプ２４内をエンジンオイル１４が循環
している状態において、エアコンのオンオフスイッチ３
６がオンされると、マグネットクラッチスイッチ４４が
オンする。これにより、コンプレッサ３０の主軸３８と
駆動プーリ３１とはマグネットクラッチで連結され、エ
ンジン１０のクランクプーリ１９の回転によってコンプ
レッサ３０の主軸３８が回転を開始する。

また、エアコンのオンオフスイッチ３６がオンされると
、ＥＣＵ３２は回転センサ３４の検出値に基づいてエン
ジン１０の回転速度が所定回転速度（例えば１０１００
０ｒｐ以上か否かを判断し、エンジン１０の回転速度が
所定回転速度以上の場合には、バイパスバルブ２６を切
換える。これにより、エンジンオイル１４はオイル供給
パイプ２８を介して、オイルジェット２８Ａからタービ
ンブレード４０に噴射され、この油圧によって、コンプ
レッサ３０の主軸３８の回転が助長される。

従って、エンジン１０のクランクプーリ１９に加わるコ
ンプレッサ３０の主軸３８の回転負荷が低減され、コン
プレッサ３０を駆動するためのエンジン１０の馬力を低
減させることができる。このため、エンジン１０全体の
馬力を低減させることができ、車両の燃費を向上させる
ことができる。

また、コンプレッサ３０のオイル溜まり部３０Δのエン
ジンオイル１４は、リターンパイプ４２のオイル回収口
４２Ａからリターンパイプ４２に流入し、リターンパイ
プ４２を介してオイルパン１２に回収される。

なお、エンジンオイル用ポンプ１６の最大仕事量は、高
油温、高速回転時の最大オイル流量、低温時の最大オイ
ル吐出量等で決定されるため、通常走行時くエンジン１
０の回転速度２５０Ｏｒｐｍ以下）においては、エンジ
ンオイル用ポンプ１６の仕事量の大半は無駄仕事きされ
ている。従って、本実施例の構成によって、エンジンオ
イル用ポンプ１６の最大仕事量が増加することはなく、
これにより車両の燃費が低下することはない。

また、本実施例においては、車体の加速力のアップ及び
エアコンの冷房力能力アンプができる。

さらに、コンプレッサ３０のプーリ比を大きくとれるた
め、コンプレッサ３０の回転が上昇しすぎることがなく
、常に効率の良い回転領域でコンプレッサ３０を使用で
きるため、益々燃費が向−１−すると共に、高速域での
燃費、加速等が向上される。

また、エアコンの効率アップができるため、コンプレッ
サ３０の容量を小さくできると共に軽量化できるので、
エアコンの搭載性が向上する。また、エンジンのアイド
ルアップ回転低下に伴い、車体全体の振動、騒音を下げ
ることができる。

以Ｆに、本発明に係る車両のエアコン用エアコンプレッ
サ駆動装置の第２実施例を第４図を用いて説明する。

なお、第１実施例と同一部材については、同一符号を付
してその説明を省略する。

第４図に示される如く、エンジン１０のクランクプーリ
１９にベルト（図示省略）を介して連結されたパワステ
アリングオイル用ポンプ５０の下流側には、パワステア
リングオイル５１が充填されたリザーバタンク５２が連
結されている。このリザーバタンク５２の下流側には、
ステアリングギヤボックス５４が連結されている。従っ
て、パワステリングオイル５１は、パワステアリングオ
イル用ポンプ５０の駆動により、リザーバタンク５２と
ステアリングギヤボックス５４とを循環するようになっ
ている。

リザーバタンク５２とステアリングギヤボックス５４と
の間には、バイパス経路としてのバイパスパイプ５６の
一方の端部が連結されており、このバイパスパイプ５６
の他方の端部は、ステアリングギヤボックス５４とパワ
ステアリングオイル用ポンプ５０との間に連結されてい
る。また、バイパスパイプ５６の中間部には、バイパス
バルブ２６が設けられており、このバイパスバルブ２６
には、オイル供給パイプ２８の一方の端部が連結されて
いる。このオイル供給パイプ２８の他方の端部は、ター
ラ用コンプレッサ３０のオイル溜まり部３０Ａに連結さ
れている。

コンプレッサ３０のオイル溜まり部３０Ａの下部には、
オイル回収経路としてのリターンパイプ５８の一方の端
部に設けられたオイル回収口５８Ａが連結されており、
このリターンパイプ５８の他方の端部は、バイパスパイ
プ５６のバイパスバルブ２６の下流側に連結されている
。従って、コンプレッサ３０のオイル溜まり部３０Ａの
パワステアリングオイル５１はオイル回収口５８Ａから
リターンパイプ５８に流入し、リターンパイプ５８を介
してバイパスパイプ５６に戻されてパワステアリングオ
イル用ポンプ５０に回収されるようになっている。

バイパスバルブ２６は、ＥＣＵ３２に接続されており、
ＥＣＵ３２によって切換制御させるようになっている。

このＥＣＵ３２には、エンジン１０の回転速度を検出す
る周知の回転センサ３４が接続されており、エンジン１
０の回転速度が入力されている。また、ＥＣＵ３２には
、エアコンのオンオフスイッチ３６が接続されており、
エアコンがオン状態か否かが人力されている。さらに、
ＥＣＵ３２には、車速センサ６０及びパワステアリング
オイル用ポンプ５０に設けられた油圧セン→ノロ２が接
続されている。

以下に、本実施例の作用を説閂する。

本実施例によれば、エンジン１０のクランクプーリ１９
の回転によって、パワステアリングオイル用ポンプ５０
が回転し、これによってパワステアリングオイル５１が
リザーバクンク５２とステアリングギヤボックス５４と
を循環する。これと共に、パワステアリングオイル５１
はバイパスパイプ５６内を循環する。

このバイパスパイプ５６内をパワステアリングオイル５
１が循環している状態において、エアコンのオンオフス
イッチ３６がオンされると、マグネットクラッチスイッ
チ４４がオンする。これにより、コンプレッサ３０の主
軸３８と駆動プーリ３１とはマグネットクラッチで連結
されエンジン１０のクランクプーリ１９の回転によって
コンプレッサ３０の主軸３８が回転を開始する。

また、エアコンのオンオフスイッチ３６がオンされると
、ＥＣＵ３２は回転センサ３４の検出値に基づいてエン
ジン１０の回転速度が所定回転速度（例えば１０１００
０ｒｐ以上か否かを判断すると共に、車速センサ６０の
検出値から車速か所定値以上か否かを判断し、且つ油圧
センサ６２の検出値（ステアリングの回転角度に対応す
る必要油圧が減じられたパワステアリングオイル５１の
油圧）が所定値以上か否かを判断する。

その結果、ＥＣＵ３２は、エアコンのオンオフスイッチ
３６がオンされ、エンジン１０の回転速度が所定回転速
度（例えば１．ｏｏｏｒｐｍ）以上、且つ車速が所定速
度（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上で、パワステアリングオ
イル５１の油圧が所定値以上の場合に、バイパスバルブ
２６を切換えて、パワステアリングオイル５１をパイプ
２８を介して、オイルジェット２８Ａからタービンブレ
ード４０に噴射する。これによりコンプレッサ３０の主
軸３８の回転が助長される。

従って、エンジン１０のクランクプーリ１９に加わるコ
ンプレッサ３０の主軸３８の回転負荷が低減され、コン
プレッサ３０を駆動するたｔのエンジン１０の馬力を低
減させることができる。このため、エンジン１０全体の
馬力を低減させることができ、車両の燃費を向上させる
ことができる。

また、コンプレツー）１３０のオイル溜゛まり部３０Δ
のパワステアリングオイル５１は、リターンパイプ５８
を介してバイパスパイプ５６に戻されて、パワステアリ
ングオイル用ポンプ５０に回収される。

なお、パワステアリンクオイル用ポンプ５０の最大仕事
量は、アイドル運転状態での最大据切り時のオイル流量
（走行していない状態でステアリングを最大角目した場
合のオイル流量）で決定される。このため、通常走行速
度（車速１０ｋｍ／ｈ以上）、ステアリング通常回転角
度（Ｄ°〜９０°）においては、パワステアリンクオイ
ル用ポンプ５０の仕事量の大半は無駄仕事とされている
。

従って、本実施例の構成によって、パワステアリングオ
イル用ポンプ５０の最大仕事量が増加することはなく、
これにより車両の燃費が低下することはない。

以下に、本発明に係る車両のエアコン用エアコンプレツ
サ駆動装置の第３実施例を第５図を用いて説明する。

なお、第１実施例及び第２実施例と同一部材については
、同一符号を付してその説明を省略する。

第５図に示される如く、コンプレッサ３ｏのオイル溜ま
り部３０Ａの後側（第５図の右側）には、オイル溜まり
部３０Ａと別室とされたオイル溜まり部３０Ｂが設けら
れている。このオイル溜まり部３０Ｂには、コンプレッ
サ３ｏの主軸３８の後端部３８Ａが突出しており、この
主軸３８の後端部３８Ａには、タービンブレード６４が
同軸的に固着されている。このタービンブレード６４は
、アルミニウム、マグネシウム、チタン等の軽量材料で
構成されており、回転ロスが極めて小さくされている。

またタービンブレード６４には、オイルジェット２８Ａ
によってエンジンオイル１４が噴射されるようになって
おり、タービンブレード６４には、オイルジェット２８
Ａによってパワステアリングオイル５１が噴射されるよ
うになっている。

従って、本実施例においては、ＥＣＵ３２の制御により
、エアコンの使用条件に応じて、エンジンオイル１４と
パワステアリングオイル５１の一方、又は双方を使用し
て、コンプレッサ３０の主軸３８の回転を助長すること
ができる。このため、エンジン１０のクランクプーリ２
０の回転によるコンプレッサ３０の主軸３８の回転負荷
がさらに低減され、コンプレッサ３０を駆動するための
エンジン１０の馬力をさらに低減させることができる。

よって、エンジン１０全体の馬力をさらに低減させるこ
とができ、車両の燃費をさらに向上させることができる
。

〔発明の効果〕

本発明は上記構成としたので、エアコン用コンプレッサ
を駆動するために使用されるエンジンの馬力を低減させ
ることで、エンジン全体の馬力を低減させ、車両の燃費
を向上させることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の車両のエアコン用エアコ
ンプレツサ駆動装置のシステム全体を示す説明図、第２
図は第１図２−２線Ｉ祈面図、第３図は本発明の第１実
施例の車両のエアコン用エアコンプレツサ駆動装置が適
用されたエンジンを前方から見た概略図、第４図は本発
明の第２実施例の車両のエアコン用エアコンプレツサ駆
動装置のシステム全体を示す説明図、第５図は本発明の
第３実施例の車両のエアコン用エアコンプレツサ駆動装
置のシステムの一部を示す説明図、第６図は従来例に係
る車両のエアコン用エアコンプレツサ駆動装置が適用さ
れたエンジンを前方から見た概略図である。１０１・・エンジン、１４・・・エンジンオイル、１６・・・エンジンオイル用ポンプ、２４．５６・・・バイパスパイプ、２６・１１バイパスバルブ、２８・・・オイル供給パイプ、２８Ａ・・・オイルジェット、３０・・・クーラ用コンプレッサ、３２・・・ＥＣＵ。３８・・・主軸、４０．６４・・・タービンブレード、４２．５８・　・　・リターンパイプ、４２Ａ、５８Ａ
・・・オイル回収口、５０・・・パワステアリングオイル用ポンプ、５１・・
・パワステアリングオイル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エアコン用エアコンプレツサの主軸と連結された
補助タービンと、エンジンオイル用ポンプで汲み上げら
れたエンジンオイルとパワステアリングオイル用ポンプ
で汲み上げられたパワステアリングオイルとの少なくと
も一方を循環するためのバイパス経路と、このバイパス
経路に設けられたオイル分岐手段と、このオイル分岐手
段に一方の端部が連結されると共に他方の端部に前記補
助タービンに向けて配置されたオイル噴射口が設けられ
たオイル供給経路と、一方の端部に前記補助タービンに
噴射されたオイルを回収するためのオイル回収口が設け
られると共に他方の端部が前記バイパス経路のオイル分
岐手段の下流側に連結されたオイル回収経路と、所定の
条件に基づいて前記オイル分岐手段を切り換えて前記オ
イル供給経路にオイルを供給すためのオイル分岐手段制
御装置と、を有することを特徴とする車両のエアコン用
エアコンプレツサ駆動装置。